操作符重载

操作符的重载是在实际的C++编程过程中不太容易引人注意但却非常实用的一个特性。
合理的实现操作符重载可以极大的提高编程体验，但是不合理的实现也可能会在使用过程中给开发人员
带来很大的困惑。

本篇文章会首先分析一些c++标准库中所实现的一些操作符重载, 然后在具体介绍如何实现操作符重载。

本文后续主要会分析如下操作符:

• std::string 中对[]及+=操作符重载
• std::shared_ptr中对*及->操作符重载

std::string中的操作符

#include <string>
#include <iostream>
int main()
{
    std::string str = "Hello ";
    str += "World";
    for (auto i = 0; i < str.length(); ++i) {
        std::cout << str[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

体会以下上面的代码，很简单而且很直观，

1. std::string str = "Hello " 定义了一个string对象，且初始值为Hello
2. str += "World"往str里添加新的字符，此时str的内容变为Hello World
3. 通过for循环,以str[i]的形式访问str里的每一个字符

通过 += 的形式来对string对象添加内容, 通过[]的形式访问string对象内的每一个字符，使得对于string对象
的使用很自然，但这背后其实是string类对+= 操作符及 [] 操作符进行了重载。

来看一下string头文件中操作符重载的形式:

// []操作符重载
char&       operator[]( size_type pos );
const char& operator[]( size_type pos ) const;

// "+="操作符重载
basic_string& operator+=( const basic_string& str );
...(详细可以参考cppreference)

string类中对这些操作符进行了重载, 当使用这些操作符的时候,实际上是在调用以上的这些函数,使得对于string对象的使用自然，直接。

std::shared_ptr中的操作符

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

int main()
{
    using namespace std;
    shared_ptr<vector<int>> ptr = make_shared<vector<int>>();

    ptr->push_back(1);
    (*ptr).push_back(2);
    
    for (auto i = 0; i < ptr->size(); ++i) {
        std::cout << (*ptr)[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

1. ptr为shared_ptr<vecotr<int>>类型对象，ptr内部管理的是vector<int>类型的指针
2. ptr->push_back(1)的使用是不是感觉ptr是一个vector<int>类型的指针，并不是所谓的shared_ptr对象
3. (*ptr).push_back(2)的使用是不是也感觉ptr就是vector<int>类型的指针

!!! note
以上的ptr是个shared_ptr类型对象，内部包含一个指针

对ptr如此直接自然的使用，背后其实也是操作符重载在捣鬼。

看一下shared_ptr中对*及 ->操作符的重载:

// 对 "*" 的重载
T& operator*() const noexcept;
// 对 "->" 的重载
T* operator->() const noexcept;

• ptr->push_back(1)的背后是调用了重载的->操作符:

(ptr.operator->())->push_back(1);

• (*ptr).push_back(2)是调用了重载的*操作符:

(ptr.operatro*()).push_back(2);

看似简单直接的调用实际上背后却发生了很多的事情，不容易发现，但确实在发生，这就是操作符重载的魅力。

总结

大概介绍了一些标准库中使用的操作符重载，让我们有了一个直观的感受，后面几篇文章会详细介绍如何来实现操作符重载。